Aula_8_Circulação[Conflito]

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Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri
Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde
Departamento de Ciências Básicas
Disciplina de Biofísica
FLUIDOS
Prof. Harriman Aley Morais
Website: www.harrimanmorais.com
Email: professor@harrimanmorais.com
1) INTRODUÇÃO
Quais são os estados físicos da matéria?
Plasma (gás ionizado)
Condensado de Bose-Einstein (gás atômico no zero absoluto)
Condensado fermiônico (2 elétrons emparelhados e condensados)
1) INTRODUÇÃO
O que são fluidos?
São substâncias que se deformam continuamente quando submetidas a uma força de cisalhamento (tangencial).
São substâncias que, quando em repouso, não oferecem resistência a uma força de cisalhamento. 
Partículas fracamente ligadas (força de atração pequena)
Certo grau de liberdade de movimento
Sem formato próprio
Deformação sem “desintegração” da massa (escoamento)
Incompressibilidade
Volume definido
Superfície livre
LIQUIDOS 
GASES
Compressibilidade
Sem volume definido
Expansão indefinida
2) PROPRIEDADES FÍSICAS DOS FLUIDOS
Estática dos fluidos
Dinâmica dos fluidos
 Massa específica ()
 Densidade relativa (d) 
 Volume específico (s)
 Peso específico ()
 Pressão (P)
 Princípio de Pascal
 Princípio de Arquimedes
 Viscosidade ( ou ) 
 Equação de Bernoulli
 Equação de Poiseuille
Número de Reynolds
Biofísica da circulação e da respiração
3) FLUIDODINÂMICA
INÉRCIA
ACELERAÇÃO
“A pressão é um agente físico capaz de romper a inércia de um fluido.”
“A movimentação dos fluidos ocorre em circuitos.”
Circuitos fechados
Circuitos abertos
Sistemas circulatório e excretório
Sistemas respiratório
Fonte: Disponível em <http://www.auladeanatomia.com/cardiovascular/angiologia.htm>. Acesso em 31/07/2013.
Circulação pulmonar
(pequena circulação)
Circulação sistêmica
(grande circulação)
3.1) Princípios da fluidodinâmica nos seres vivos
A) Fluxo constante
“ É a quantidade de líquido que atravessa a seção transversal do tubo por unidade de tempo.”
Fluxo (F) = velocidade (LT-1) x área (L2)
B) Regime estacionário
C) Conservação da energia – Princípio de Bernoulli
ET= EP + EC + ED + EG
ET = energia total
EP = energia potencial (pressão lateral)
EC = energia cinética (½v2)
ED = energia dissipada (atrito)
EG = energia potencial gravitacional (gh)
Não podemos esquecer:
Fluxo é constante.
Primeira lei da termodinâmica.
Velocidade do sangue em cada setor da circulação  inversamente proporcional às áreas da seção transversa de cada setor
1° problema: Se a área diminui, a velocidade teria que aumentar para manter o fluxo constante. Mas se a velocidade nos capilares e bronquíolos fosse alta, como ocorreriam as trocas sanguíneas e gasosas ?
Princípio de Pascal: “a pressão de um fluido se distribui igualmente em todos os pontos do seu continente” 
Fonte: Disponível em <http://www.artinaid.com>. Acesso em 31/07/2013.
Assim, a velocidade do fluido em cada setor da circulação torna-se inversamente proporcional às áreas da seção transversa de cada setor!
64% nas veias
13% nas artérias
7% nas arteríolas e capilares
7% no coração
9% nos vasos pulmonares 
Distribuição do sangue pelo sistema circulatório! 
QUADRO 1 – Área da seção transversa dos vasos sanguíneos
Fonte: GUYTON, HALL (1999). 
Vaso
Área (cm2)
Aorta
2,5
Pequenas artérias
20
Arteríolas
40
Capilares
2500
Vênulas
250
Pequenasveias
80
Veias
8,0
QUADRO 2 – Parâmetros circulatórios da aorta, capilares e veia cava. 
Fonte: HENEINE, 2002. p.47. 
Aorta
Capilares
Cava
Diâmetro
2,0 cm
8m
2,4 cm
Número
1(um)
2 bilhões
1 (um)
Área
3,0 cm2
2 200 cm2
4,5 cm2
Velocidade
28 cm.s-1
0,04 cm.s-1
19 cm.s-1
Fluxo
84 mL.s-1
88 mL.s-1
86 mL.s-1
A Ec não pode diminuir no regime estacionário  Ep pode ser convertida em energia cinética  menor pressão ao longo dos vaso
3.2) Escoamento de fluidos
Equação de Poiseuille
F = fluxo do fluido
P = variação da pressão
r = raio do tubo
 = viscosidade do fluido
L = comprimento do tubo
F =  P r4 / 8 L
4) SISTEMA CIRCULATÓRIO
4.1) Pressão
“É a razão entre a componente normal de uma força e a área em que ela atua.”
Sistema Internacional: N.m-2
1 Pascal (Pa) = 1 N.m-2
1 atm = 1,01 x 105 Pa
1 atm = 760 mm Hg
Outras unidades de pressão!
1 bar = 105 N.m-2 = 106 dinas.cm-2
1 atm = 1,013 bars = 1,013 x 106 dinas.cm-2
1 mm Hg = 1,36 cm H2O = 133,3 N.m-2
Então, podemos dizer que a pressão arterial é a força que o sangue faz na parede dos vasos sanguíneos!
Pressão sistólica (contração ou sístole)
Pressão diastólica (relaxamento ou diástole)
Sistólica
(mm HG)
Diastólica
(mm HG)
Ótima
< 120
<80
Normal
<130
< 85
Limítrofe
130 - 139
85 - 90
Hipertensão estágio 1
140 - 159
90 - 99
Hipertensão estágio 2
160 - 179
100 - 109
Hipertensão estágio 3
≥ 180
≥ 110
Hipertensão sistólica isolada
≥ 140
< 90
Fonte: BRASIL (2006)
Quadro 3 - Classificação da pressão arterial (>18 anos)
A pressão varia em função dos diferentes tipos de vasos sanguíneos!
Fonte: GUYTON; HALL (1999)
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Por que ficamos tontos quando estamos deitados ou agachados e, de repente, levantamos?
Pressão atmosférica (Patm)
Pressão hidrostática (PH)
h1
h2
P = Patm + PH
PH =  g h
h1
h2
h2 > h1, logo P2 > P1
Hipotensão postural
4.2) Resistência periférica
4.2.1 Resistência vascular total (raio e comprimento dos vasos)
Variações no diâmetro interno e na espessura da parede dos vasos sanguíneos  adequação do fluxo de sangue em cada setor da circulação
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Por que nossas pernas ficam doloridas quando ficamos muito tempo em pé? 
A bomba venosa é dependente da contração muscular!
4.2.2) Propriedades reológicas (viscosidade) do sangue
Fluxo de sangue  tensão tangencial (atrito) associada com as paredes do vaso e as camadas do sangue em movimento
Efeitos da tensão tangencial
Fluxo laminar ou turbulento
Morfologia das células endoteliais 
Mudanças conformacionais em macromoléculas de superfície r